茶油精炼过程中3-氯丙醇酯的生成及其控制方法

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茶油是我国特色的植物油之一,其不饱和脂肪酸含量高,具有较高的食用价值。近年来3-氯-1,2-丙二醇(3-MCPD)酯被证实具有致癌作用,而茶油被检出含有较高的3-MCPD酯。本文通过实验室模拟油脂精炼过程研究了茶油精炼过程中3-MCPD酯的生成及其控制方法。首先,研究了在茶油脱色过程中使用不同种类的吸附剂(活性白土、粉末状活性炭、棒状活性炭、硅酸镁)、不同浓度的乙醇溶液洗涤对3-MCPD酯生成的影响,并进一步研究了氯离子和金属离子含量与3-MCPD酯生成的关系。其次,研究了茶油脱臭工艺条件(脱臭温度、脱臭时间、脱臭用水蒸气)的改变对3-MCPD酯生成的影响。最后,研究了天然抗氧化剂(L-抗坏血酸棕榈酸酯、迷迭香酸、芝麻酚、甘草酸、鞣花酸)对3-MCPD酯生成的影响,以及从添加量、水油比、搅拌时间三个角度切入,探讨了β-环糊精对3-MCPD酯脱除率的影响,本文的主要研究内容与结果如下:1.建立了实验室模拟油脂精炼的流程,在脱色过程中采用了四种不同种类的吸附剂(活性白土、粉末状活性炭、棒状活性炭、硅酸镁),探究了吸附剂(种类、添加量)对茶油中3-MCPD酯生成的影响。结果显示硅酸镁>棒状活性炭>活性白土>粉末状活性炭。硅酸镁的添加会使茶油中3-MCPD酯含量先下降后上升的趋势。硅酸镁添加量为2%时,3-MCPD酯含量达到最低4.10 mg/kg,吸附率达42.4%。并探讨了四种吸附剂在茶油精炼过程中对氯离子含量的影响,茶油脱胶和脱臭可引起氯离子含量变化,且不同种类的吸附剂对氯离子含量影响各不相同。当硅酸镁添加量为2%时,氯离子含量达到最低0.08 mg/L。在脱臭前用不同浓度的乙醇溶液洗涤油脂可有效降低样品中3-MCPD酯含量。50%的乙醇溶液洗涤茶油可使3-MCPD酯含量减少90.2%。金属离子可作为催化剂参与反应促进3-MCPD酯的生成,因此本研究将乙醇洗脱液消解后检出7种金属离子,其中Na+的含量最为显著,50%的乙醇洗脱液中Na+含量为3.0 mg/L。2.探究了茶油脱臭过程中不同的工艺条件(脱臭温度、脱臭时间和不同来源水蒸气)对3-MCPD酯生成的影响,随着脱臭温度的升高,3-MCPD酯的含量也显著增加。在270℃达到峰值,3-MCPD酯的含量为22.47 mg/kg。随着脱臭时间的增加,3-MCPD酯的生成呈先上升后下降的趋势,并在1.0 h时达到峰值(16.66 mg/kg)。通过对比两种不同水源的脱臭用水蒸气,在通入蒸馏水-水蒸气的样品中检测到3-MCPD酯的含量相较于自来水-水蒸气3-MCPD酯对比减少了73%。3.通过在实验室模拟油脂脱臭模型中添加不同种类的天然抗氧化剂(L-抗坏血酸棕榈酸酯、迷迭香酸、芝麻酚、甘草酸、鞣花酸),探究抗氧化剂对3-MCPD酯生成的影响,并确定浓度-抑制率的关系。在5种抗氧化剂中,AP、Ros、Ses三种抗氧化剂表现出较强的抑制能力。提高AP的添加量时,脱臭茶油中的3-MCPD酯含量呈显著下降趋势。添加量为0.16 g/kg时,3-MCPD酯含量达到最低值(0.46 mg/kg)。4.为更进一步减少精炼茶油中加3-MCPD酯的含量,通过向精炼茶油中添加β-环糊精,控制不同的反应条件(添加量、水油比、搅拌时间)探究β-环糊精对3-MCPD酯脱除的影响。当β-环糊精添加量为5.0 mg/m L,相比于对照组的3-MCPD酯含量显著降低(1.28 mg/kg),3-MCPD酯的脱除率达到72.2%。水油比为1:1时,β-环糊精对3-MCPD酯的脱除率最高达到51.8%。搅拌时间为45 min时,3-MCPD酯的脱除率达到最佳。
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